《地面制冷系统设计》.docx

地面制冷系统设计论文导读：供冷范围：本次降温工程共设计矿井一个采煤工作面、四个掘进工作面关键词：地面制冷系统，设计 0.概况矿井基本情况：富安煤矿位于山东省滕州市市区以西5 km处，行政区划隶属滕州市姜屯镇、级索镇管辖煤矿西起田岗断层，东至金庄断层，南起北纬35°01′00″，北至太原组各煤层露头线面积28.0207 km2，开采深度-35～-900m井田气象属华北类黄河南区，为季风型过渡性气候，据枣庄市气象局近20年的资料，结合以往的气象资料叙述近20年最高气温38.9℃（1988年7月7日），最低气温-15.2℃（1990年2月1日），平均气温14.0℃免费论文网1月、2月份气温最低，7月份气温最高历年最高气温40.4℃（1966年7月中旬），最低气温-21.8℃（1957年1月中旬）近20年平均相对湿度69%，最小相对湿度4％（1988年1月22日），往年最小相对湿度1%（1962年3月23日）㈡矿井高温现状：冬季，首采面温度为27度，掘进工作面温度为24度，随着季节变化，气温增高，进入5月份以后，井下温度开始升高，尤其在夏季，采煤工作面温度达到38度，掘进工作面温度达到35度免费论文网。

1.矿井需冷量标准、计算1.1目前矿井降温标准有：《矿山安全条例》第53条规定“井下采掘作业地点的空气温度不得超过28℃”《煤矿安全规定》第102条规定“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备峒室的空气温度不得超过30℃,采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备峒室的空气温度超过34℃时，必须停止作业”《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）第10.2.1条规定“井巷工程施工时，工作面的相对湿度为90%时，空气温度不得越过28℃，超过时采取措施1.2供冷范围：本次降温工程共设计矿井一个采煤工作面、四个掘进工作面1.3矿井需冷量计算（1）矿井参数：地面+55.7m，井底-700m；中央边界抽出式：东井进风，北风井回风；机房安装FBCDZ-8-N025×2轴流风机，功率：2×315KW；风量：4576.6m3/min2）降温采面、掘进头参数：采面：12101面，对拉面，W进风、中巷运输；MB=340 m3/min（单采面）掘进头局部风机压入式，风机FBDNO5.6,2×15KW；供风量260-440 m3/min，ø600软质风筒；供风距离800m3）地温：一级：31℃ 588～678m,平均 633m下。

4）气象：近20年平均t=14℃ φ=69% Β=100.9KPa近20年平均地温：16.3℃，极高65.4℃，极低-18.7℃5）地温预测：公式： t预=t恒+G(H预-H恒)式中：G-----平均地温梯度 0℃/m或0℃/100mH预---计算深度m(一般为地面标高加预计深度多为负值)t恒、H恒-----恒温带温度及深度 ℃m-800mt预=37.84℃以上看出：垂深603.5m即达到一级热害区，而矿指出平均633m一下为一级热害区，差别甚小，可视为一致 -800m已进入二级热害区免费论文网6）风温预测：气温：采煤面38℃；掘进迎头35℃；风量：采煤面340m3/min；掘进迎头260-440 m3/min经计算：采煤面有效冷量为：460KW；掘进迎头有效冷量按最大风量计算为：406.4KW一面四头有效冷量为：2085.7KW，根据《煤炭工业矿井设计规范》及《煤矿井下热害防治设计规范》要求，需乘以备用系数1.2，即矿井总的需冷量为：Qc=K*Q=1.2×2085.7=2502.84kW2.制冷降温方案随着开采深度和范围的逐步增大，高温热害问题已成为制约矿井安全生产的突出问题，不容回避。

根据当前井下高温热害状况，结合矿现有条件，决定采用冷水水制冷降温方案主要由制冷水系统、输冷系统、井下输冷散冷系统、供电系统四大部分组成即在地面建立制冷中心，制冷中心生产的2℃的冷水通过自重送至井筒中的防尘管路，经过井底减压阀减压后，进入井下防尘管网中，直接供至采掘工作面，通过在采掘工作面安装的空冷器进行热交换，冷却工作面进风流温度，以达到降温的目的，散冷后的剩余水通过回水沟流到井底中央泵房，再经过水泵排到地面主要制冷设备选型：采煤、掘进工作面各安装1台喷淋空冷器，作为热交换器，地面选用3台水冷螺杆机组，二用一备，冷冻水由18℃降为2℃，所需的水量为100m3/h，可满足矿井1个回采工作面、4个掘进工作面的降温需求3.系统运行费用概算一是人工费：需要配备的人员包括地面制冷站4人（每班1人，轮休1人），每人工资按1500元/月计算：1500×4×12=7.2万元/a；二是制冷系统运行电费：制冷系统按每年6-10月份运行，其它月份停止运转，正常运转期，考虑到负荷的调整与变化，负荷调整系数取0.75，设备的负荷率取0.8，当地用电平均价格按0.78元/kWh；系统运行功率为： 620kW电耗：5×30×24×620×0.75×0.8=134万kWh/a；三是电费：0.78×134=104.52万元/a；四设备折旧费：主要设备使用按20年计，每年折旧为：726.6÷20=36.33万元/a；五是维修、材料费：按设备折旧费的11%计算，36.33×11%=4万元/a；六是.系统运行总费用：7.2＋104.52＋36.33＋4=152.05万元/a；七是吨煤降温费用：按年产量30万吨计算，为5.07元/吨。

4.取得的效益① 水源可以直接从地下抽取，由于地下水温度较低降温过程中节约了很多设备运行费用②采用冷水机组在地面降温比在井下提高了安全系数③减少了在井下安装煤矿需要防爆设备和井下开拓设备硐室的费用④改造工程不影响正常生产，并且改造工作量较小，施工比较容易⑤原来静压水管可以直接作冷水管不需要单独敷设，冷水可以直接当静压水使用减少了原来向井下输送静压水费用⑥本井筒为进风，管路不需要保温5.结束语通过安装本制冷系统井下工作面温度可以大大降低，为井下工人创造了适宜的工作环境既提高矿井生产安全系数，又增加矿井效益。